兴义市白碗窑镇超强煤矿

兴义市白碗窑镇超强煤矿（整合）开采方案设计简介设计能力：15万t/a项目背景兴义市白碗窑镇超强煤矿，由原白碗窑镇三矿和超强煤矿整合而成。根据业主签订的整合协议，本矿井属股份有限责任公司合伙企业，由兴义市白碗窑镇超强煤矿承办。兴义市白碗窑镇超强煤矿位于贵州省兴义市西南，行政区域隶属黔西南州兴义市白碗窑镇所辖，经济上独立经营、自负盈亏。根据贵州省国土资源厅2007年9月颁发的采矿许可证，矿井范围由7个拐点圈定，面积为2.9474km2。交通运输条件超强煤矿位于贵州省兴义市南西，矿山距白碗窑镇6公里，距兴义市43km(直距19km)，距顶效火车站50km,交通较方便。电源条件矿方已与兴义市电力有限责任公司签定《高压供用电合同》，双电源分别以10kv白漆线46号杆和10kv白镇线市煤矿支线41号杆作分界向该矿形成双回路供电供电，以确保矿井安全和主要生产负荷用电。水源条件矿区范围内无较大的水源地分布，仅有零星泉水点可供利用。其中生活用水为主斜井工业场地泉水;生产用水为主斜井工业场地公路旁一废弃老窑水和井下水复用。通信条件移动公司和联通公司的移动信号网络已基本能覆盖本矿各工业场地，可满足矿井地面对外通信的要求。地层及地质构造1.矿区及周边出露的地层从老至新有：二叠系上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c），三叠系下统永宁镇组（T2yn）及零星分布的第四系（Q）。受构造影响，缺失下三叠统飞仙关组等地层。2.矿区位于雄武背斜北西翼的北东。雄武背斜为一轴向45～50°延伸约30Km。矿区构造线呈北东-南西向，主要有F1、F2断层。F1、F2断层斜穿背斜核部，向北东延伸贯穿本矿区。3.F1：位于矿区中部，构成矿区煤层的北西边界线，走向46°，倾向316°，倾角50～55°，北西盘地层为关岭组第一段，南东盘为长兴组地层，为压性逆断层，断距＞800米。F2：位于矿区北西侧，走向50°，倾向320°，倾角60°，北西盘地层为龙潭组第二段，南东盘为关岭组第一段，正断层，断距＞800米。可采煤层特征煤层编号煤层厚度m最小-最大平均厚度煤层间距（m）煤层结构顶底板岩性稳定性平均倾角体重（t/m3）项板底板C11.05-1.461.30简单粉砂质粘土岩粉砂质粘土岩较稳定16°1.3823C21.80-2.202.02简单较稳定16°1.3921C30.9-1.21.01简单较稳定16°1.4215C41.03-1.381.17简单较稳定16°1.38煤炭资源/储量核实结果类别煤层编号采空区消耗资源量111b控制经济基础储量332推断内蕴经济资源量333预测资源量334？断层保安煤柱准采标高以上资源量保有资源量总资源量C1013.824.43012.3753.5550.6104.15C211.5422.7253.133.7532.6159.9112.21183.65C36.9112.8858.030.5317.0314.5788.47109.95C402369.4219.6519.677.34131.74139.08合计18722052482135383536.83煤质情况煤层煤质分析煤种水分（Mad）灰分（Ad）挥发分（Vdaf）全硫（Std）固定炭发热量（MJ/kg）粘结性C1原煤1.7218.047.642.4971.3124.94粉状WMC2原煤3．027.839.242.047030.9粉状C3原煤2.4519.107.322.8470.7834.7粉状C4原煤1.6218.17.082.7570.9525.21粉状瓦斯根据贵州省煤炭管理局文件“黔煤生产字[2007]516号”，本矿井瓦斯绝对涌出量为1.61m3/min，瓦斯相对涌出量11.59m3/t；二氧化碳绝对涌出量0.71m3/min，二氧化碳相对涌出量5.08m3/t,为高瓦斯矿井。根据中国矿业大学矿山开采与与安全教育部重点实验室2008年10月10日对贵州省兴义市超强煤矿C3煤层所作的煤与瓦斯突出危险性鉴定，其鉴定结论为：兴义市超强煤矿在鉴定范围（标高1480.45m以上的C3煤层）无突出危险。设计在+1480.45m标高以上的C3煤层按高瓦斯矿井设计和管理，除C3以外的其它煤层及在+1480.45m标高以下的C3煤层按有煤与瓦斯突出危险性设计和管理。煤层自燃及爆炸性矿井所开采C2、C3煤层煤尘均无爆炸性，其余煤层均未作鉴定。本设计按煤尘有爆炸性进行设计和管理。矿井所开采2＃、3＃煤层自燃倾向等级均为Ⅲ级（不易自燃），其余煤层均未作鉴定。本设计按容易自燃进行设计和管理。水文条件煤层最低开采标高为+1200m,当地浸蚀基准面标高为+1356.5m。区内地下水的埋藏类型为潜水，埋藏深度随地势高低而变化。主要来源于大气降水和地表水，地下水动态随季节而变化，一般规律是丰水期流量增大，而枯水期地下水流量减小。预测矿井最大涌水量为95.88m3/h，最小涌水量为39.9m3/h。开发现状原兴义市白碗窑镇超强煤矿矿区范围由5个拐点坐标圈定，矿区面积为0.872km2，开采标高为1729.6m－1356.6m，主要开采C2和C3煤层。原白碗窑镇三矿（预设矿名）,属原规划矿井，长期以来没有业主进行建设。即原白碗窑镇三矿只是一个矿名，未对资源进行开采。建设规模与服务年限矿井设计可采储量为Zk=183.84万t,按15万t/a规划规模，服务年限9a。井田开拓与开采方案一：综合开拓A。方案二：综合开拓B。方案方案一方案二优点1、改造选用原轨道下山，回风下山，初期工程量少，建设工期短；2、通风线路短，通风阻力小；3、岩巷工程量少，投资省；4、运输石门采用溜子运输，运输量大，效率高。1、运输线路短，运输费用低；2、岩巷多，维护费用低；3、不用上山留设煤柱，煤柱损失小。缺点1、运输线路长，费用高；2、煤巷多，维护费用高；2、C4煤层要为三条上山留煤柱，煤柱损失大。1、岩巷工程量大，初期投资大；2、通风线路长，通风阻力大；3、未利用原有下山，建井工期长。推荐方案经经济比较结果可看出，方案一相对于方案二的百分率为111%，方案一较方案二优，综合经济技术考虑，方案一充分利用了原有井巷，大大减少了岩巷工程量，通风线路短，通风阻力小，建井工期短。所以本设计推荐采用方案一：综合开拓A，矿井采用单水平上山开拓。开拓方式：综合开拓，通风方式：中央并列式通风(抽出式)。井筒主斜井：沿C4煤层并距C4煤层15m布置，井底标高为+1408m，采用绞车提升，主要担负原煤的提升、进风及敷设管线等任务，井筒内铺设600mm轨距22kg/m钢轨，井筒净断面为6.6m2,采用锚喷支护，同时，作为矿井安全出口。。副平硐：改造原超强煤矿主平硐作副平硐，全长180m，方位角108°，坡度3‰，拱形断面，净断面6.6m2，采用锚喷支护，浅部岩层不稳定地段采用砌碹支护；井筒内铺设600mm轨距22kg/m钢轨、混凝土轨枕，人力推车。主要担负运料、排矸、进风、行人及管线敷设等任务，同时，作为矿井安全出口。风井：改造原超强煤矿风井作风井，全长275m，方位角166°，上段坡度3‰，下段倾角为16°，下段布置在C2煤层中，拱形断面，净断面5.6m2，采用砌碹支护。作为矿井专用回风井，在紧急情况下可作安全出口。水平及采区划分、开采顺序1.本矿划分为1个水平，水平标高为：+1400m。2.矿井划分为两个采区。自井田中部及以F1断层为界人为将井田划分为两个采区。分别为一采区，二采区。3.采区开采顺序：先采一采区，再采二采区。4.不同煤层间：煤层下行式5.工作面采用倾斜长壁后退式开采。井底车场及硐室•在主斜井井底布置井底车场和机车充电硐室，在采区上山底部布置采区下部车场、水泵房、主副水仓。其中水仓最低标高为+1400m，井底车场和采区下部车场用砌碹支护(围岩条件好时可锚喷支护)，铺设600mm轨距22kg/m轨道(双轨)。在采区石门布置消防材料硐室和在运输下山下部布置采区煤仓。同采采区数及首采区位置本矿井采用一个采区一个工作面生产即可达产，首采采区为一采区。开拓巷道布置1.改造原主平硐作副平硐，改造原风井作风井。新掘一主斜井（X=2767198，Y=35475771，Z=+1560m，α=161°，β=17°），沿C4煤层底板并距C4煤层底板15米布置并按17°倾角施工至+1408m标高后落平，然后改变方位，在＋1408m水平沿C4煤层底板布置水平运输大巷，并改造利用原总回风巷作总回风巷。采煤方法与采煤工艺1.采煤方法：走向长壁后退式采煤法2.采矿工艺与机械配备：工作面设计采用炮采工艺：煤电钻打眼，放炮落煤，人工攉矿，刮板输送机运输；采煤工作面采用单体液压支柱配合绞接顶梁支护顶板；全部垮落法管理采空区。3.工作面采用单体支柱配合金属绞接顶梁支护顶板，“三、四”排控顶，支柱为DN16外注式单体液压支柱，支撑高度1.6-1.005m，初撑力118～157kN，工作阻力为300kN/根；顶梁型号：HDJA-1200，长度1200mm。最大控顶距5m、最小控顶3.8m，放顶步距1.2m。采煤工作面布置及能力首采工作面为C1煤层1101工作面，采用走向长壁布置：工作面长90m。采煤工作面平均生产能力为14.58万t/a。掘进煤按10%考虑，为1.46万t/a，矿井年生产能力为16.04万t/a，满足设计能力15万t/a的要求。主要设备选型1、矿井主要通风机风量：Qk=32m3/s。Qf=2016m3/min静压：通风困难时期：hfmax=1056.01Pa通风容易时期：hfmax=825.25Pa功率：通风困难时期：Ne=52.04kw通风容易时期：Nf=40.67kw选用FBCZ№16/60-Ⅱ-8型煤矿地面用防爆型抽出式轴流式通风机二台（一台工作，一台备用）。风量2747～1411m3/min，静压342～1782Pa。风机叶片极限安装角：-10°～＋10°；电机功率为2×30kw。该通风机叶轮叶片安装角可调，满足矿井不同时期风量及风压要求。需要反风时，直接反转反风。叶片防止摩擦火花措施和防爆型电机，整体符合防爆要求。主要设备选型2、主井提升绞车主斜井选用JTK-1.6×1.2型单滚筒提升绞车，绳速Vp=3.6m/s，钢丝绳最大静张力Fmax=45KN；配套电机：160kw、380V；容绳量880m；主机生产厂家配套供给电控设备。3、电机车矿井共配备3台CDXT-2.5蓄电池电机车，其中2台工作，一台备用。3、排水设备选用三台100D-45×4型多级离心泵，一台工作，一台备用，一台检修。水泵流量QM=85m3/h，扬程为180m；配套电机功率75kw，工作电压660v。工作和备用水泵的总能力170m3/h大于115.056m3/h。在轨道上山安设两趟直径125mm的无缝钢管作为排水管路将矿井水抽至副平硐自流到污水处理池。型号粘着质量电机车质量长时牵引力速度蓄电池组容量电压CDXT-2.52.5t2.52.7KN4.5km/h330Ah48v主要设备选型4、带式输送机在运输上山选取一台DTL80/30/40带式输送机输送煤炭，带宽800mm,带速1.6m/s，输送带型号680S，电机功率2×40kw。5、瓦斯抽放泵选择2BE1203-0水环真空泵2台(一台工作、一台备用)，最大抽气量1000m3/h，极限压力40KPa；电机功率为30kw。6、空气压缩设备考虑压风自救系统的供风，选择两套SA45A/W型矿用固定式空压机，(一套工作，一套备用)该空压机额定排气量为8.1m3/min，额定排气压力为0.75MPa(7.653kg/cm2)，电动机功率45kw。主要设备选型7、供电设备选择安装两台容量为400kvA的S9-400/10/0.4型变压器供地面设备，变压器中性点接地；选择两台容量为500kvA的KS9-500/10/0.69型变压器供井下设备，变压器中性点不接地。安装两台容量为80kvA的KS9-80/10/0.69型变压器供井下局部通风机，变压器中性点不接地。劳动定员序号人员类别各班出勤人数（人）合计在籍系数